recristalização de um aço inoxidável austenítico/ uma abordagem

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1 Recristalização de um Aço Inoxidável Austenítico/ Uma Abordagem Estatística Reginaldo P. Barbosa Mestre em Processo de Fabricação/Eng. Mecânica - Dept. Engenharia Mecânica/UnilesteMG - Professor Orientador Simone Gonçalves Silva Campos Granduando em Engenharia Mecânica – UnilesteMG - Bolsista: Marcelo Alves da Fonseca Mestre em Engenharia Mecânica/Eng.Metalurgia, Professor do Dept. Eng. de Materiais e Mecânica/UnilesteMG - Colaborador Resumo O presente artigo tem como propósito investigar fenômenos de encruamento, recristalização e crescimento de grãos na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço inoxidável austenítico, assim como os efeitos do trabalho a frio no processo de recozimento de recristalização desse aço. Analisar o comportamento do aço inox 304 submetido a uma deformação à frio com uma variação de tempo de recozimento. Fazer um tratamento numérico e estatístico com os dados experimentais obtidos com o recozimento de recristalização do aço 304. Durante o processo de conformação a frio, como laminação a frio, forjamento e trefilação, a estrutura de um material é modificada formando grãos alojados na direção do esforço principal . A maioria da energia gasta na deformação de um material por trabalho a frio é convertida em calor.Após a deformação a frio, e contendo uma certa taxa de encruamento (endurecimento por deformação), o material passa por um processo de tratamento térmico.O recozimento de recristalização é um processo no qual a microestrutura deformada plasticamente é restaurada de forma progressiva com a elevação da temperatura. O aço austenítico encruado pode ser recristalizado na faixa de 1000 à 1100º C. Logo a recristalização é um processo de crescimento de novos cristais a partir de cristais previamente determinados.Após a recristalização segue o processo de crescimento dos grãos que depende da temperatura, do tempo e da composição química do material. Entretanto, o tamanho de grão grande é prejudicial às propriedades mecânicas do material. Portanto, é muito importante o controle do tamanho de grão durante a fabricação e em aplicações práticas que envolvem altas temperaturas.Contudo é necessário analisar o comportamento mecânico de um aço inoxidável austenítico, cuja a microestrutura é predominantemente austenítica sob determinadas condições de temperatura e tempo de recozimento de recristalização, pois notou-se que existem fatores que afetam muito o comportamento de recristalização, onde requer uma atenção maior, no momento da realização das práticas. Palavras Chave: Aço Austenítico, Recozimento, Recristalização, Encruamento. Abstract The present article has as purpose to investigate encruamento phenomenons, recrystallization and growth of grains in the microstructure and mechanical properties of an austenitic inoxidable steel, as well as the effects of the work the cold in the process of boiling of recrystallization of that steel. To analyze the behavior of the steel inox 304 submitted to a deformation to cold with a variation of time of boiling. To do a numeric and statistical treatment with the experimental data obtained with the boiling of recrystallization of the steel 304. During the conformation process to cold, as lamination to cold, forging and wire drawing, the structure of a material is modified forming grains

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Recristalização de um Aço Inoxidável Austenítico/ Uma Abordagem Estatística

Reginaldo P. Barbosa Mestre em Processo de Fabricação/Eng. Mecânica - Dept. Engenharia Mecânica/UnilesteMG - Professor Orientador Simone Gonçalves Silva Campos Granduando em Engenharia Mecânica – UnilesteMG - Bolsista: Marcelo Alves da Fonseca Mestre em Engenharia Mecânica/Eng.Metalurgia, Professor do Dept. Eng. de Materiais e Mecânica/UnilesteMG - Colaborador Resumo O presente artigo tem como propósito investigar fenômenos de encruamento, recristalização e crescimento de grãos na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço inoxidável austenítico, assim como os efeitos do trabalho a frio no processo de recozimento de recristalização desse aço. Analisar o comportamento do aço inox 304 submetido a uma deformação à frio com uma variação de tempo de recozimento. Fazer um tratamento numérico e estatístico com os dados experimentais obtidos com o recozimento de recristalização do aço 304. Durante o processo de conformação a frio, como laminação a frio, forjamento e trefilação, a estrutura de um material é modificada formando grãos alojados na direção do esforço principal . A maioria da energia gasta na deformação de um material por trabalho a frio é convertida em calor.Após a deformação a frio, e contendo uma certa taxa de encruamento (endurecimento por deformação), o material passa por um processo de tratamento térmico.O recozimento de recristalização é um processo no qual a microestrutura deformada plasticamente é restaurada de forma progressiva com a elevação da temperatura. O aço austenítico encruado pode ser recristalizado na faixa de 1000 à 1100º C. Logo a recristalização é um processo de crescimento de novos cristais a partir de cristais previamente determinados.Após a recristalização segue o processo de crescimento dos grãos que depende da temperatura, do tempo e da composição química do material. Entretanto, o tamanho de grão grande é prejudicial às propriedades mecânicas do material. Portanto, é muito importante o controle do tamanho de grão durante a fabricação e em aplicações práticas que envolvem altas temperaturas.Contudo é necessário analisar o comportamento mecânico de um aço inoxidável austenítico, cuja a microestrutura é predominantemente austenítica sob determinadas condições de temperatura e tempo de recozimento de recristalização, pois notou-se que existem fatores que afetam muito o comportamento de recristalização, onde requer uma atenção maior, no momento da realização das práticas.

Palavras Chave: Aço Austenítico, Recozimento, Recristalização, Encruamento.

Abstract The present article has as purpose to investigate encruamento phenomenons, recrystallization and growth of grains in the microstructure and mechanical properties of an austenitic inoxidable steel, as well as the effects of the work the cold in the process of boiling of recrystallization of that steel. To analyze the behavior of the steel inox 304 submitted to a deformation to cold with a variation of time of boiling. To do a numeric and statistical treatment with the experimental data obtained with the boiling of recrystallization of the steel 304. During the conformation process to cold, as lamination to cold, forging and wire drawing, the structure of a material is modified forming grains

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housed in the direction of the main effort. Most of the worn-out energy in the deformation of a material for work to cold is transformed into fervour. Behind the deformation to cold, and contends a certain toughness rate (hardening for deformation), the material goes by a thermic treatment process. The recrystallization is a process in which the microestrutura deformed, is recuperated in a progressive way with the temperature elevation. The austenitic steel hardened can be recrystallized in the strip of 1000 to 1100th C. The recrystallization is soon previously a process of growth of new crystals starting from determinate crystals. After the recrystallization, the process of growth of the grains that depends on the temperature proceeds, of the time and of the chemical composition of the material. However, the size of big grain is harmful to the mechanical properties of the material. Therefore, it is very important the control of the grain size during the production and in practical applications that involve high temperature. However it is necessary to analyze the mechanical behavior of a austenitic inoxidable steel, whose the microstructure is predominantly austenitic under certain temperature conditions and time of recrystallization, because it was noticed that factors that affect the recrystallization behavior a lot exist, where it requests a larger attention, in the moment of the accomplishment of the practices.

Key-words: Austenitic Steel, Annealing, Recrystallization, Strain hardening.

Introdução As estruturas internas dos materiais envolvem o modo como os átomos se associam em moléculas, cristais, grãos e microestruturas. Os materiais devem ser processados de forma a obter as especificações requeridas, implicando na seleção dos parâmetros do processo de fabricação em que as propriedades do material são adequadamente alteradas. Quando a estrutura interna de um material é alterada, suas propriedades são modificadas. A recristalização das ligas metálicas permite ajustar as propriedades mecânicas destas segundo as condições de deformação a frio, temperatura e tempo de recozimento.

A recristalização é um processo de crescimento de novos cristais a partir de cristais previamente determinados.

Os cristais deformados plasticamente tem mais energia do que os não deformados,pois estão carregados com discordâncias e imperfeições pontuais.

Quando os cristais são submetidos a temperaturas elevadas(processo denominado recozimento),os átomos se deslocarão visando um arranjo mais perfeito e indeformado.

As elevadas vibrações térmicas do reticulado em altas temperaturas permitem um arranjo dos átomos em grãos menos distorcidos.

O processo de recristalização requer movimentos e rearranjos de átomos.Estes rearranjos para a recristalização ocorrem mais facilmente a altas temperaturas.

A temperatura de recristalização é ditada por diversos fatores.Um posicionamento normal aceito é que Tr (temperatura de recristalização),esteja entre 3 décimos e 6 décimos da temperatura absoluta K de fusão. O tempo é fator que afeta as temperaturas de recristalização. Outro fator que afeta a temperatura de recristalização é o "quantum"de encruamento;Um metal altamente encruado tem mais energia armazenada, assim é necessário menos energia térmica para os átomos se rearranjarem no interior do grão recozido .Consequentemente a recristalização pode ocorrer a temperatura mais baixas.

Deverá ser analisado no presente trabalho o comportamento mecânico de um aço inoxidável

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austenítico, cuja a microestrutura é predominantemente austenítica sob determinadas condições de temperatura e tempo de recozimento de recristalização.

ESTRUTURA DEFORMADA A FRIO/ ENCRUAMENTO

A deformação plástica que é realizadas numa região de temperaturas, e sobre um intervalo de tempo tal que o encruamento não é aliviado, é chamada trabalho a frio ou deformação a frio, (Dieter,1981).

Encruamento ou trabalho a frio é um importante processo industrial que é usado para endurecer ligas ou metais que não são sensíveis a tratamentos térmicos. A taxa de encruamento pode ser verificada pela inclinação da curva de escoamento. Normalmente a taxa de encruamento é menor para metais h.c. do que para metais cúbicos. O aumento da temperatura de deformação pode também diminuir a taxa de encruamento.

Para ligas endurecidas por adições em solução sólida a taxa de encruamento pode tanto diminuir como aumentar, comparada com a taxa de encruamento do metal puro. Entretanto, a resistência de uma liga em solução sólida é quase sempre maior do que a do metal puro que sofreu o mesmo trabalho a frio.

Na maioria dos processos de trabalho a frio uma ou duas dimesões do metal são reduzidas às custas de um aumento nas outras dimensões, o trabalho a frio produz o alongamento dos grãos na direção principal de trabalho. (Van Vlack,1988)

Grandes deformações produzem uma reorientação dos grãos numa orientação preferencial. Além das mudanças das propriedades em tração mostradas, o trabalho a frio produz também mudanças em outras propriedades físicas. Normalmente ocorre uma pequena redução na densidade, da ordem de alguns décimos por cento,uma diminuição apreciável da condutividade elétrica devido ao aumento do número de centros espalhadores e um pequeno aumento do coeficiente de expansão térmica.

Devido ao aumento da energia interna no estado de trabalho a frio, a reatividade química é também aumentada. Isso leva uma diminuição geral na resistência a corrosão e, em certas ligas, introduz a possibilidade do aparecimento de trincas de corrosão sob tensão.

RECOZIMENTO DE METAIS TRABALHADOS A FRIO

Mecanismos atuantes durante o recozimento

O estado de trabalhados a frio é uma condição, de maior energia interna do que o material não-deformado. O recozimento é comercialmente muito importante pois restaura a ductilidade de um metal que tenha sido severamente encruado. Assim, pela interposição de operações de recozimento após grandes deformações, é possível conseguir elevadas percentagens de deformação para a maioria dos metais.

O processo de recozimento pode ser dividido em três processos distintos:recuperação, recristalização, e crescimento de grão.

A recuperação é definida como a restauração das propriedades físicas do metal trabalhado a frio sem que ocorra alguma mudança visível na microestrutura.

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A recristalização é a substituição da estrutura trabalhada a frio por um novos grãos livres de deformação.A recristalização é facilmente detectadas por métodos metalográficos e é evidenciada por uma diminuição da dureza ou da resistência mecânica e um aumento da ductilidade.(Reed-Hill,1982).

O recozimento de recristalização, é portanto, um processo no qual a microestrutura deformada plasticamente é restaurada de forma progressiva com a elevação da temperatura. O aço inoxidável austenítico encruado pode ser recristalizado na faixa de 1000 à 1100º C e mantido nesta temperatura por determinado tempo, seguido de resfriamento acelerado.

A densidade de discordância diminui consideravelmente na recristalização e todos os efeitos do encruamento são eliminados. A energia armazenada no trabalho a frio é a força motriz tanto para a recuperação quanto para a recristalização .(Dieter,1981) Se os novos grãos livres de deformação forem aquecidos a temperaturas maiores que a requerida para causar a recristalização, ocorrerá um crescimento gradativo no tamanho do grão. A força motriz para o crescimento do grão é a diminuição da energia livre resultante da diminuição da área de contornos de grãos devido ao crescimento de grão (Reed-Hill,1982).

RECRISTALIZAÇÃO

O processo de recristalização consiste na nucleação de uma região livre de deformação, cujo contorno pode transformar a matriz deformada em um material livre de deformação conforme vai se movendo. No crescimento do contorno a partir do núcleo, as discordâncias são aniquiladas na região varrida pelo contorno. Para isso é necessário que o contorno móvel seja um contorno de grande ângulo, de maneira que tenha um alto grau de desorientação para acomodar as discordâncias. Pelo menos dois mecanismo distintos de nucleação foram identificados para a recristalização .O primeiro é denominado migração do contorno induzida por deformação.(Guy,1980; Reed-Hill,1982). Um núcleo livre de deformação é formado quando um dos contornos de grão já existentes caminha para dentro do seu vizinho, deixando atrás de si uma recristalizada e livre de deformação. O contorno move-se para o interior do grão que apresenta maior densidade de discordâncias localizada.

No segundo mecanismo denominado coalescência de subgrãos compreende a nucleação de novos contornos de grãos formados através do crescimento de subgrãos, em determinadas regiões de energia interna relativamente alta. Esse mecanismo parece predominar a altas deformações, com núcleos aparecendo nos contornos de grãos, nos contornos de macla, ou em inclusões ou partículas de segunda fase.

Os núcleos formam-se somente em regiões que, através da deformação heterogênea, tenham girado para uma orientação apreciavelmente diferente daquela matriz, (Reed-Hill,1982)

Fatores que afetam a recristalização

Seis importantes variáveis infuênciam o comportamento da recristalização, segundo Dieter (1981):

1) quantidade de pré-deformação;

2) temperatura;

3) tempo;

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4) tamanho de grão inicial;

5) composição;

6) grau de recuperação ou poligonização anterior ao inicio da recristalização.

A temperatura na qual a recristalização ocorre depende das variáveis acima, portanto não é uma temperatura fixa como a temperatura de fusão.

Para considerações práticas, a temperatura de recristalização pode ser definida como a temperatura na qual uma dada liga, em um estado altamente trabalhado a frio, recristaliza-se completamente em uma hora.

Devido a força motriz para o crescimento de grão ser apreciavelmente mais baixa do que a força motriz para a recristalização, o crescimento do grão irá ocorrer lentamente em temperaturas nas quais a recristalização ocorre de forma imediata.Entretanto, o crescimento de grão é fortemente dependente de temperatura, e será logo alcançada uma região de crescimento de grão no qual os grãos aumentam de tamanho muito rapidamente .O crescimento de grão é consideravelmente inibido pela presença de uma fina dispersão de partículas de segunda fase, que restringem os movimentos de contornos de grão.

Sob certas condições, alguns dos grãos de um metal com grãos recristalizados finos irão começar a crecer rapidamente às custas de outros grãos, quando aquecidos a alta temperatura. Esse fenômeno é conhecido como crescimento de grão anormal ou exagerado. (Reed-Hill, 1982). A força motriz para o crescimento anormal do grão é atribuida à diminuição da energia de superfície, e não na energia armazenada.Devido ao fato deste fenômeno apresentar uma cinética similar a da recristalização, é normalmente denominada recristalização secundária. (Dieter,1981).

Recuperação e recristalização são dois fenômenos basicamente diferentes. Em um recozimento isotérmico,a velocidade com que ocorre o processo de recuperação sempre decresce com o tempo,isto é, o processo se inicia rapidamente e vai se tornando cada vez mais lento, conforme vai sendo consumida a força motriz da reação. Por outro lado, a cinética da recristalização é bem diferente, pois ocorre por processos de nucleação e crescimento. Da mesma maneira que para outros processos deste tipo, a recristalização durante um recozimento isotérmico se inicia lentamente, aumenta até um valor máximo de velocidade de reação, após o que volta a ser lenta.

CRESCIMENTO DE GRÃOS

Após a recristalização segue o processo de crescimento dos grãos que depende da temperatura, do tempo e da composição química do material. Entretanto, o tamanho de grão grande é prejudicial às propriedades mecânicas do material. Portanto, é muito importante o controle do tamanho de grão durante a fabricação e em aplicações práticas que envolvem altas temperaturas.

Como os contornos de grão são regiões deformadas do material, existe uma energia mecânica associada a eles.

O crescimento de grãos ocorre porque desta forma a área total de contornos se reduz, reduzindo a energia mecânica associada.

No crescimento de grão, grãos grandes crescem às expensas de grãos pequenos que diminuem.

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Desta forma o tamanho médio de grão aumenta com o tempo.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

O procedimento experimental foi realizado nos Laboratórios do Centro Universitáro do Leste de Minas Gerais/Unileste-MG, em parceria com o Centro de Pesquisa da Acesita S/A, os quais tinham os equipamentos necessários para realização da pesquisa.

O ensaio de compressão diametral foi realizado em uma máquina universal de ensaios mecânicos no Laboratório de Tecnologia mecânica. A preparação das amostras para ensaio foi feita em uma politriz e lixadeira mecânica rotativa, utilizando lixas de granulometria: 120, 220, 320, 400 e 600. O recozimento das amostras foi realizado utilizando um forno Tipo Mufla de Resistência elétrica. As medições da dureza do material foi realizada através de um Durômetro universal e microdureza vichers, equipado com penetrador Vickers.

A análise da microestrutura e do tamanho de grão, foram realizados utilizando um microscópio ótico no Laboratório de Microestruturas do Unileste MG.

Os testes foram realizado em amostras de aço inoxidável AISI 304. A análise química, apresentou a seguinte composição dos elementos, mostrada na TAB. 1:

Tabela 1. Composição química das barras de aço inoxidável AISI 304

ELEMENTO ABNT 304 (% PESO) C 0,020

Si 0,34

Mn 1,79

Cr 18,30

Ni 8,24

Mo 0,42

Cu 0,52

P 0,034

S 0,024

Ca 0,005

Al <0,005

A dureza média do material usado foi de 325 HV para os aços AISI 304.

As amostras foram inicialmente submetidas a um trabalho de compressão diametral a frio em uma máquina universal de ensaios, com três diferentes taxas de compressão( 10%, 20% e 30%).

Foi feita a medição de dureza das amostras deformadas a frio através de um Durômetro universal e microdureza vichers, equipado com penetrador Vickers (pirâmide de diamante).

Posteriormente fez-se recozimento das amostras para recristalização e crescimento de grãos do material, a determinadas temperaturas sob diferentes tempos de recozimento, utilizando um forno Tipo Mufla de Resistência elétrica. As amostras foram pré-aquecidas até 400°C (recozimento para alívio de tensões), e permaneceu no forno a uma temperatura de 1060°C, para que ocorresse a recristalização. A TAB.2 apresenta as temperaturas e o tempo de recozimento.

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Tabela 2 – Temperatura e tempo de recozimento para as amostras

Temperatura(°C) Velocidade(°C/min) Permanência (min)

400 20 60

900 20 120

1060 20 180

Fez-se a medição de dureza das amostras novamente e analisou-se a microestrutura e a determinação de parâmetros quantitativos, como o tamanho médio dos grãos, através de recursos de Análise de Imagem.

Com os dados experimentais obtidos do recozimento de recristalização do aço 304, e após ter sido analisado o comportamento mecânico deste aço, cuja microestrutura é predominantemente austenítica sob determinadas condições de temperatura e tempo de recozimento de recristalização, fez-se o tratamento numérico e estatístico com os valores de dureza e de tamanho de grão, em termos de média, desvio padrão e intervalo de confiança.

Utilizando-se o Durômetro universal e microdureza vichers, equipado com penetrador Vickers (pirâmide de diamante), fez-se três pontos em cada amostra. De cada ponto, mediu-se as duas diagonais e em seguida calculou-se a média das diagonais e a dureza. Posteriormente calculou-se a média das dureza de cada amostra deformada, para obter-se uma maior precisão.

A TAB. 3, apresenta os valores de dureza para as amostras, após a deformação a frio e o recozimento de recristalização:

Tabela 3 – Resultados dos valores obtidos no ensaio de dureza

AMOSTRAS Deformação a frio Recozimento

(2horas)

Recozimento

(3 horas)

Deformação mínima - 10% 180,7 HV 151,77 HV 146,08 HV

Deformação média – 20% 218,4 HV 143,06 HV 141,92 HV

Deformação máxima- 30% 262,3 HV 153,13 HV 149,5 HV

Notou-se que as amostras com maior grau de redução, apresenta uma maior dureza, devido a sua maior taxa de encruamento. Observou-se uma redução na dureza após o recozimento.

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Foram realizadas as análises de caracterização microestrutural com determinação quantitativa de ferrita delta e de determinação do tamanho de grão pela norma ASTM .

A TAB. 4 apresenta o resultado obtido da análise do tamanho dos grãos dos aço 304. O corpo de prova do aço AISI 304 apresentam microestrutura constituída de grãos austeníticos poligonais.

Tabela 4 - Análise do tamanho de grão do aço AISI 304

AÇO AISI 304 DIÂMETRO MÉDIO

(µm) GRÃO ASTM

1.MÉDIA 79,19 4,684 DESVIO 66,19 2,140

A TAB.5 mostra o registro da análise para determinação do constituinte ferrita delta. Foram encontrados valores percentuais de ferrita delta considerados baixos para o aço ABNT 304 .

Tabela 5 - Análise quantitativa de ferrita delta dos aços ABNT 304

AÇO MÉDIA (% EM ÁREA) DESVIO ABNT 304 0,78 0,131

A TAB. 6 apresenta os valores de tamanho de grãos para as amostras de 2 e 3 horas de recozimento, pela norma ASTM.

Tabela 6 - Análise do tamanho de grão do aço ABNT 304 após recozimento em ASTM

A TAB. 7 apresenta os valores de tamanho de grãos para as amostras de 2 e 3 horas de recozimento, pelo diâmetro médio equivalente (µm).

AMOSTRAS Recozimento

(2 horas)

Recozimento

(3 horas)

Deformação mínima - 10% 4,0 3,25

Deformação média – 20% 4,5 4,0

Deformação máxima- 30% 5,0 5,25

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Tabela 7 - Análise do tamanho de grão do aço ABNT 304 após recozimento em µm

AMOSTRAS Recozimento (2 horas)

Recozimento (3 horas)

Deformação mínima - 10% 80 100

Deformação média - 20% 65 75

Deformação máxima - 30% 55 50

Notou-se que as amostras com menor grau de redução, apresentou um maior tamanho de grão após o recozimento.

Os GRAF. 1, 2 e 3, apresentam as curvas de dureza correspondentes às amostras do aço AISI 304, após reduções de 10%, 20%, e 30% por compressão diametral e o recozimento de recristalização.

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25 30 35

De f or ma ção ( %)

Gráfico 1 - Curva da dureza em função da taxa de deformação de 10%, 20% e 30%

140

142144

146148

150152

154

0 10 20 30 40

Def or mação ( %)

Recoz.(2 h)

Recoz. (3 h)

Gráfico 2 - Curva de análise da dureza após o recozimento de recristalização em função da taxa de deformação

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10

0

50

100

150

200

250

300

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Tempo ( horas )

Dur

eza

( HV)

10% definicial

20% definicial

30% definicial

Grafico 3 - Curva de analise da dureza das amostras deformadas em função

tempo de recozimento de 2 e 3 horas.

As FIG.2, 3 e 4, apresentam as microestruturas correspondentes as amostras do aço AISI 304 com ampliações de 100 vezes, após reduções de 10%, 20% e 30%, por compressão diametral. Observa-se que os grãos se apresentam alongados e que quanto maior o grau de redução, maior o alongamento dos grãos.

Figura 2 - Deformação mínima – 10% Figura 3 - Deformação média – 20% Figura 4 -Deformação máxima – 30%

Nas amostras pode-se observar um fibramento maior, quanto maior o grau de redução (análise visual).

As FIG. 5, 6 e 7, apresentam as microestruturas correspondentes das amostras do aço AISI 304, com ampliações de 100 vezes, após o tratamento térmico de recozimento de recristalização, com variação no tempo de recozimento de 2 horas.

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Figura 5 -Deformação mínima – 10% Figura 6 -Deformação média – 20% Figura 7 - Deformação máxima – 30%

As FIG. 8, 9 e 10, apresentam as microestruturas correspondentes das amostras do aço AISI 304, com ampliações de 100 vezes, após o tratamento térmico de recozimento de recristalização, com variação no tempo de recozimento de 3 horas.

Figura 8 - Deformação mínima – 10% Figura 9 - Deformação média – 20% Figura 10 -Deformação máxima -30%

Notou-se que existem fatores que afetam muito o comportamento de recristalização. A quantidade de pré-deformação, a temperatura, o tempo, o tamanho de grão inicial, a composição, e o grau de recuperação ou poligonização anterior ao inicio da recristalização são seis importantes variáveis que influenciam neste comportamento. Estas foram as causas das variações na temperatura de recristalização, pois esta temperatura depende das variáveis citadas.

Verificou-se, que os aços inoxidáveis austeníticos apresentam uma grande resistência à tração à frio; Observou-se também, um máximo envelhecimento a temperatura de 523 K e que o envelhecimento sob carga atenua o envelhecimento dinâmico subseqüente. Esta foi provavelmente a razão da obtenção de maior dutilidade nas amostras pré envelhecidas quando comparada com outras tracionadas continuamente a temperatura de teste.

CONCLUSÃO

No decorrer da pesquisa foram realizados estudos, que possibilitaram o aprimoramento dos conhecimentos teóricos, relacionando os com os conhecimentos empíricos, para a utilização dos aços inoxidáveis. Pode-se observar na prática as transformações microestruturais do aço inoxidável austenítico AISI 304, após diferentes graus de encruamento e no tratamento térmico de recozimento.

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Por meio da revisão bibliografica, foi verificado, que existem diversos mecanismos de endurecimento possíveis nos aços inoxidaveis austenitico. Os principais mecanismos são encruamento, solução sólida, tamanho de grão e formação de precipitados finos dispersos (ou endurecimento por dispersão).

O processo de recozimento de recristalização, permite restaurar a microestrutura original e as propriedades mecânicas do material. Portanto, recomenda-se analisar o comportamento mecânico de um aço inoxidável austenítico, cuja a microestrutura é predominantemente austenítica sob determinadas condições de temperatura e tempo de recozimento de recristalização, pois existem fatores que afetam muito o comportamento de recristalização, onde requer uma atenção maior, no momento da realização de práticas.

Após o recozimento, pode-se observar a recristalização e o crescimento dos grãos, previamente deformados. Entretanto, verificou-se que os grãos após recristalizados, apresentam uma acentuada variação no tamanho do grão, conforme previsto teoricamente para o referido aço.

Contudo, através do estudo da estatística aplicada ao controle de qualidade de produtos siderúrgicos, foi possível fazer um tratamento numérico e estatístico dos dados experimentais do recozimento de recristalização do aço 304, obtendo-se resultados com precisão.

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